Întreaga omenire intră în ”epoca electricității”, iar curentul electric va deveni, în scurt timp, cel mai important și mai căutat ”combustibil”. Fie că vorbim despre mașinile electrice sau de alte dispozitive, dar și de marea industrie, toate au nevoie de tot mai mult curent electric, inormează BBC.
Un proiect științific, ale căruia baze teoretice le-a pus celebrul Nikola Tesla, este pe cale să devină realitate: obținerea de energie electrică din aer, mai precis din moleculele de apă aflate peste tot în jurul nostru.
Jun Yao de la Universitatea din Massachusetts Amherst a descoperit, din greșeală, că un dispozitiv care avea drept scop captarea umidității a început să emită semnale electrice.
Din acel moment, acum cinci ani, Yao și colegii săi au dezvoltat o tehnologie care poate recolta electricitate doar din aerul umed: un concept cunoscut sub numele de higroelectricitate.
Este o idee care există de mulți ani. Nikola Tesla și alții au investigat-o în trecut, dar nu au obținut niciodată rezultate promițătoare. Totuși, acest lucru ar putea fi pe cale să se schimbe.
Cum se obține electricitate din aer
Mai multe grupuri de cercetare din întreaga lume descoperă noi modalități de a culege electricitate din moleculele de apă care plutesc în aer. Acest lucru este posibil deoarece acele molecule de apă pot transfera mici sarcini electrice între ele - un proces pe care cercetătorii urmăresc să îl controleze. Provocarea constă în captarea unei cantități suficiente de electricitate pentru a fi utilizabilă. Dar oamenii de știință cred acum că ar putea fi capabili să colecteze suficient pentru a alimenta computere miniaturale sau senzori.
Acest lucru ridică perspectiva tentantă a unei noi forme de energie regenerabilă care ar putea pluti în jurul nostru, practic, 24 de ore din 24, 7 zile din 7.
În 2020, Yao și colegii săi au publicat o lucrare științifică care descria modul în care mici nanofire proteice, produse de o bacterie, ar putea recolta electricitate din aer. Mecanismul exact este încă în discuție, dar porii minusculi ai materialului păreau a fi capabili să rețină moleculele de apă plutitoare. Pe măsură ce se freacă de material, moleculele de apă par, de asemenea, să îi confere acestuia o sarcină.
Yao explică faptul că, într-un astfel de sistem, majoritatea moleculelor rămân aproape de suprafață și depun o mare sarcină electrică, în timp ce altele pătrund mai adânc. Acest lucru creează o diferență de sarcină între părțile superioare și inferioare ale stratului de material.
"În timp, se observă că are loc o separare a sarcinilor", spune Yao. "Asta este de fapt ceea ce se întâmplă într-un nor". La o scară mult mai mare, norii de furtună creează, de asemenea, o acumulare de sarcini electrice opuse care, în cele din urmă, se descarcă sub formă de fulgere.
Acest lucru înseamnă că, influențând mișcarea moleculelor de apă și creând exact condițiile potrivite pentru separarea sarcinilor, putem genera electricitate. "Dispozitivul poate funcționa literalmente oriunde pe Pământ", spune Yao.
Vârful aisbergului
Yao și colegii săi au publicat un studiu de monitorizare în mai 2023, în care au creat același tip de structură, plină de nanopori, dar folosind o varietate de materiale diferite - de la fulgi de oxid de grafenă și polimeri la nanofibre de celuloză derivate din lemn. Toate au funcționat, deși cu unele mici diferențe. Acest lucru sugerează că structura este cea care contează, mai degrabă decât materialul în sine.
În experimentele de până acum, dispozitivele mai subțiri decât un fir de păr au generat cantități foarte mici de electricitate, echivalente cu o fracțiune de volt. Yao sugerează că, prin simpla utilizare a unei cantități mai mare de material sau prin legarea unor bucăți din acesta, s-ar putea începe să se obțină sarcini utile de mai mulți volți și chiar mai mult. El sugerează că ar putea fi făcut chiar dintr-un lichid care ar putea fi pulverizat pe suprafețe pentru a oferi o sursă de energie instantanee.
"Cred că este foarte interesant", spune Reshma Rao, inginer de materiale la Imperial College London din Marea Britanie, care nu a fost implicată în studiu. "Există o flexibilitate uriașă în ceea ce privește tipul de materiale pe care le poți folosi".
Cu toate acestea, s-ar putea să nu fie realist să ne imaginăm o astfel de tehnologie alimentând clădiri întregi sau mașini mari consumatoare de energie, precum mașinile, avertizează Rao. Umiditatea ar putea fi suficientă doar pentru a alimenta dispozitive cum ar fi senzorii,sau mici dispozitive electronice portabile.
Noua tehnologie de obținere a curentului electic este la început, dar pe măsură ce studiile vor avansa este posibil ca în câțiva ani să avem dispozitive capabile să genereze curent electric efectiv din aer.
Comentează